پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری

word
129
6 MB
31799
مشخص نشده
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۶,۷۷۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری

    پایان نامه دوره دکتری رشته مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی

     

    چکیده

     

    هدف از انجام این مطالعه تولید بیوپلیمر پلی­هیدروکسی­ آلکانوآتها با استفاده از منابع کربنی گلوکز، فروکتوز، ملاس و آب پنیر توسط میکرو ارگانیسم های   Azohydromonas lata  DSMZ 1123، Azotobacterbeijerinckii DSMZ 1041 ، Cupriavidus necator DSMZ 545، Hydrogenophaga pseudoflava DSMZ 1034  بوده است. در مرحله نخست جهت غربالگری میکروارگانیسم ها وانتخاب میکرو ارگانیسم هدف برای تولید بیوپلیمر، شرایط مناسب دما، سن تلقیح و شدت هم زدن برای هر میکروارگانیسم مشخص گردید. در شرایط بهینه هر یک از منابع کربنی به تنهایی مورد استفاده قرار گرفتند تا نوع و میزان بیوپلیمر تولیدی توسط هر یک تعیین گردد.  با توجه به نتایج به دست آمده C. necator  به لحاظ دارا بودن شرایط مطلوب (رشد مناسب وموثر بر روی محیطهای مورد نظر،ثبات  فعالیت بیولوژیکی نسبت به سایر میکروارگانیسم های مورد بررسی وبازده تولید قابل ملاحظه بیوپلیمر  ) به عنوان میکروارگانیسم مناسب جهت ادامه تحقیق انتخاب شد . در فرایند غیر پیوسته تولید بیوپلیمر در فلاسک با استفاده از C. necator  بر روی منابع گلوکز، فروکتوز و ملاس ، میزان تولید بیوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات به ترتیب 3/3 ، 9/5 ، 3/1 گرم بر لیتر ومیزان بهره دهی بهترتیب 07/0 ، 08/0 ، 03/0 گرم بر لیتر بر ساعت بوده است . علاوه براین از استات ( استات سدیم با غلظت بهینه 10 گرم بر لیتر ) به عنوان مکمل منبع کربنی به همراه ملاس جهت تولید بیوپلیمر استفاده شد که منجر به تولید میزان 2/7 گرم برلیتر کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات شد. از کوپلیمر تولید شده میزان پلی هیدروکسی بوتیرات و پلی هیدروکسی والرات به ترتیب 9/6 و 32/0 گرم بر لیتر بود. در مرحله دوم با بررسی سینتیک رشد در فرایند غیر پیوسته وپیش بینی روند رشد و تولید محصول، فرایند غیر پیوسته و نیمه پیوسته در بیوراکتور جهت تولید بیوپلیمر مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا در فرایند غیر پیوسته بر روی گلوکز،  میزان پلی هیدروکسی بوتیرات 2/4 گرم بر لیتر به ازای مصرف 16 گرم بر لیتر منبع کربنی بود و ضریب انتقال  اکسیژن 16/0 بر ثانیه وشدت رشد ویژه میکروارگانیسم 17/0 بر ساعت به دست آمد. سپس فرایند نیمه پیوسته با استفاده از دو روش خوراک دهی ثابت و متغیر پله ای منبع کربن و نیتروژن در غلظتهای 300 و 10 گرم بر لیتر بررسی شد. میزان تولید پلی هیدروکسی بوتیرات در خوراک دهی ثابت 2/8 گرم بر لیتر و در خوراک دهی متغیر 8/11 گرم بر لیتر به دست آمد که  حدود 40 درصد افزایش یافت . میزان بهره دهی فرایند های غیر پیوسته و نیمه پیوسته با خوراک دهی ثابت و متغیر به ترتیب 04/0 ، 085/0 ، 137/0 گرم بر لیتر بر ساعت بود. در مرحله سوم امکان تولید نانوکامپوزیتهای پلیمری با استفاده از بیوپلیمر تولید شده مورد بررسی قرار گرفت . با استفاده از روش تثبیت در حلال ، محلول کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات  در کلروفرم به همراه نانوذرات هیدروکسی اپتایت قرار گرفت.نتایج حاکی از آن بود که تولید نانوکامپوزت با استفاده از اولتراسونیک نتیجه بهتری در بر داشت و نانوذرات بصورت یکنواخت بر روی سطح بیوپلیمر تثبیت گشتند.

     

    کلمات کلیدی:   پلی هیدروکسی آلکانوات، Cupriavidus necator DSMZ 545، کشت غیر پیوسته،کشت نیمه پیوسته،مدل سینتیکی، نانوکامپوزیت بیوپلیمری   

     

    مقدمه

     استفاده از پلیمرها و پلاستیک ها در اغلب وسایل انسان از ریزترین آنها گرفته تا بزرگترین آنها انکار ناپذیر است. دلیل این استفاده وافر پلیمرها و پلاستیک ها در زندگی  انسان خواص بسیار زیاد آنها می باشد. مصرف سرانه پلاستیک در اروپا 60 کیلوگرم و در آمریکا 80 کیلوگرم در سال است [1]. علیرغم فواید فراوان پلیمرها و پلاستیک ها، استفاده از آنها باعث معضلات زیست محیطی فراوان شده است و همین امر باعث شده است که بشر به فکر تولید پلیمرهای زیست تخریب پذیر و تخریب زیستی پلیمرها و پلاستیک ها بیافتد.

    مکانیسمهای درونی و توانایی خود تنظیمی طبیعت نمی توانند این آلاینده ها را تجزیه کنند چون با این مواد نا آشنا هستند. این امر موجب شده است بسیاری از کشورها شروع به توسعه پلاستیک های قابل تجزیه زیستی کنند. بر اساس یک تخمین، بیش از 100 میلیون تن پلاستیک هر ساله تولید می شوند. 40% از این مقدار به محل های دفن زباله منتقل می شود و چند صد هزار تن هر ساله به محیط های دریایی ریخته می شوند و در مناطق اقیانوسی تجمع می یابند. سوزاندن پلاستیک ها  یکی از گزینه ها در دفع پلاستیک ها می باشد؛ اما علاوه بر پرهزینه بودن خطرناک نیز می باشد[1-2].

    پلاستیک هایی که کاملا تجزیه پذیرند، نسبتاٌ جدید و نوید دهنده اند که به خاطر بهره گیری از باکتریها برای تشکیل بیوپلیمر می باشد که عمدتاٌ شامل پلی هیدروکسی آلکانویت ها[1]، پلی لاکتیک اسیدها[2]، پلی استرهای آلیفاتیک[3]، پلی ساکاریدها[4]،  و یا ترکیبی از این مواد می باشند[1].

     

     

     

    1- انواع پلیمرهای زیست تخریب پذیر

    پلیمرهای زیست تخریب پذیر زیادی شناسایی شده اند و یکی از مهمترین آنها پلی هیدروکسی آلکانوات ها می باشد. استفاده از این گروه پلیمرهای زیست تخریب پذیر در کشاورزی و صنایع دارویی و غیره بسیار مورد توجه قرار گرفته است که دلیل آن سازگاری با محیط زیست و سامانه های حیاتی می باشد[2].

    پلی هیدروکسی آلکانوات ها ،پلیمرهای زیست تخریب پذیر هستند و به صورت ذرات درون سلولی در میکروارگانیسم های مختلف تشکیل می شوند[3]. وزن مولکولی این پلیمرها در محدوده 105*2 تا  106*3 دالتون می باشد. وزن مولکولی بر حسب نوع میکروارگانیسم و شرایط رشد تغییر می کند[3].

    یکی ازمهمترین پلی هیدروکسی آلکانوات ها، پلی هیدروکسی بوتیرات است. پلی هیدروکسی بوتیرات یک پلیمر خطی از 3-هیدروکسی بوتیرات است و در اندازه های مختلفی از ذرات در داخل سلول موجود است. پلی هیدروکسی بوتیرات به عنوان یک منبع ذخیره انرژی و کربن برای میکروارگانیزم می باشد و تحت شرایطی مثل محدودیت نیتروژن، فسفر، اکسیژن، یون ها و غیره در داخل سلول تجمع می یابد و با رفع این محدودیت ها پلی هیدروکسی بوتیرات تجزیه می شود. پلی هیدروکسی بوتیرات جامد به عنوان یک پلی استر ترموپلاستیک زیست تخریب پذیر مورد توجه قرار گرفته است زیرا خواص شبیه به خواص تعداد زیادی از پلاستیک های سنتزی معمولی دارد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

     

    2- ویژگیهای پلی هیدروکسی آلکانوآتها

    پلی هیدروکسی بوتیرات دارای خواص فیزیکی و شیمیایی شبیه به پلی اتیلن و پلی پروپیلن است و مانند پلاستیکهای معمولی در زمینه های متعددی قابل استفاده است. به عنوان مثال می توان آن را قالب ریزی کرد، توسط پرکن های غیر آلی تقویت کرد، به صورت رشته هایی به هم تابید یا به شکل ورق درآورد و دارای خواص آب بندی عالی است[7].

    طی دو دهه اخیر پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات‌ها بطور وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. آنها قابل تجزیه و سازگار با محیط‌زیست بوده و از منابع تجدید‌پذیر قابل استحصال می‌باشند. این خواص، آنها را بعنوان جایگزینی مناسب برای پلیمرهای مشتق‌شده از مواد نفتی معرفی می‌کند. بسیاری از گونه­های میکروارگانیسم که جزو اعضای خانواده Halobactericeae می­باشند قادر به تولید پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها می­باشند. تاکنون بیش 300 گونه از این میکروارگانیسم­ها شناسایی گردیده و تعداد آن مرتبا در حال افزایش می­باشد[8]. باکتریها قادر به سنتز طیف وسیعی از ترکیبات پلی­هیدروکسی­آلکانوات هستند و تقریبا 150 ترکیب متفاوت از پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها تاکنون شناسایی شده است. پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها که از سلولهای باکتریها گرفته می­شوند دارای ویژگیهای مشابه با پلاستیکهای متداول نظیر پلی­پروپیلن می­باشند[9].. پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات‌ها را برحسب نوع مونومر به دو دسته می‌توان تقسیم نمود. دسته اول پلیمرهایی با زنجیره کوتاه هستند که دارای 3 تا 5 اتم کربن بوده و ترد و شکننده می‌باشند. دسته دوم، پلیمرهایی با زنجیره متوسط که دارای 6 تا 14 اتم کربن بوده و دارای خاصیت الاستیکی می‌باشند[10].

    پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها در فرایند بیولوژیکی هوازی و در محدوده دمایی C° 60 و رطوبت 55% به کمپوست تبدیل می­گردند. مطالعات نشان داده است که در فرایند دفن بهداشتی[5]، 85 درصد پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها تجزیه می­گردد. پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها        از گستره وسیعی از مواد اولیه همچون منابع تجدید پذیر (ساکاروز، نشاسته، سلولز) و منابع فسیلی (متان، نفت خام، لیگنیت)، محصولات فرعی (ملاس، آب پنیر، گلیسرول)، اسیدهای آلی مثل (اسید استیک، اسید پروپیونیک و اسید بوتیریک) و دی اکسید کربن قابل استحصال می­باشند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

     

     

     

    3- بیان مسئله

    تنوع گسترده مونومرها در پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها طیف وسیعی از پلیمرها با خواص فیزیکی متفاوت ایجاد کرده است. پلی­هیدروکسی­بوتیرات حالت ترد و شکننده داشته و دارای کاربرد بسیار کمی می­باشد. پلی­هیدروکسی­آلکانوات­هایی که دارای زنجیره متوسط هستند خاصیت الاستیکی داشته و موادی سخت محسوب می­شوند که برای تولید لاستیک بسیار مناسب می­باشند. کوپلیمرهای پلی­هیدروکسی­آلکانوات شامل هیدروکسی­بوتیرات به همراه زنجیره­های بلندتر نظیر هیدروکسی­ والرات، هیدروکسی ­هگزانوات یا هیدروکسی ­اوکتانوات بوده و دارای انعطاف­پذیری بیشتری بوده و دوام بالاتری دارند. این ترکیبات قابلیت مصرف در طیف وسیعی از تولیدات نظیر بطری، خودتراش، پوششهای ضد آب و بسته­بندی مواد غذایی را دارا هستند[13].

    در این تحقیق با استفاده  از منابع کربنی مختلف توانایی باکتریهای Cupriavidus necator DSMZ 545، Azotobacterbeijerinckii  DSMZ 1041  و  Azohydromonas lata DSMZ 1123   و درنهایت   Hydrogenophaga pseudoflava DSMZ 1034    در تولید بیوپلیمر هیدروکسی مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله سوالاتی که سبب شروع این تحقیق گردید:

    < >میزان تولید بیوپلیمر توسط باکتریهای مذکور بر روی منابع ارزان چگونه است؟آیا باکتری های فوق توانایی تولید کوپلیمر را دارا هستند؟تاثیر منابع مختلف کربن بر نوع و میزان پلیمر تولیدی چه میزان است؟تاثیر منابع فسفر و نیتروژن در تولید بیوپلیمر به چه صورت است؟کدام باکتری از میان باکتریهای مورد بررسی شرایط بهتری جهت تولید بیوپلیمر دارد؟مدل سینتیکی رشد وپارامترهای سینتیک رشد چگونه می باشند؟

     

    ABSTRACT

    In this research, production of  polyhydroxy alkanoats using different carbon sources such as glucose, fructose , molasses and whey has been investigated. In the first step, in order to screen microorganisms and selecting suitable microorganisms for producing biopolymer, suitable temperature conditions, inoculum age, shaking rate for each microorganism has been specified. With these conditions, different sources for biopolymer production by mentioned microorganisms has been conducted to determine the kind and amount of produced biopolymer from each of them. Therefore considering obtained results C.necator has been selected as a suitable microorganism (good and effective growth on different cultures, stability of biological activity comparing other microorganisms and biopolymer productivity) for the rest of research. In batch process in flask, for biopolymer production, using C.necator from glucose, fructose and molasses, production amount for PHB was 3.3, 5.9 and 1.3 g/l and productivity was 0.07, 0.08 and 0.03 respectively. Moreover, we used acetate  (sodium acetate with optimized concentration of  10 g/l) as carbon supplement with molasses in order to biopolymer production lead to 7.2 g/l PHB/HV copolymer consist of 6.9 and 0.32 g/l PHB and PHV respectively. In the second step, we have studied growth kinetic in batch process and estimated growth and production rate, then batch and fed batch process in bioreactor was investigated. In batch process on glucose, obtained PHB was 4.2 g/l in sense of 16 g/l glucose consumption then fed batch process using two different carbons and nitrogen feeding strategy was conducted. In first strategy (constant feeding) PHB amount was equal to 8.2 g/l and in second one (stepwise feeding) PHB content was 11.8 g/l. So considerable increase in PHB production about 40 %  occurred. The productivity of batch was 0.04 g/l.h and productivity of batch consist of constant and stepwise feeding was 0.085 and 0.137 g/l.h respectively. In batch process in bioreactor oxygen mass coefficient was 0.16/s .In the third step, polymer nanocomposite production from produced biopolymer was investigated.Polyhydroxybutyrate/ Hydroxyvalerate (PHB/HV) as basic polymer matrix mixed with hydroxy apetait (HA) nanoparticle by solution casting method. The results indicated that the nanocomposite with acceptable incorporation of nanoparticle on polymer matrix fabricated by ultrasonic.  

    Keywords: Polyhydroxy butyrate, Cupriavidus necator DSMZ 545, kinetic models, batch cultivation, fed batch cultivation, polymer nanocomposit

  • فهرست و منابع پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری

    فهرست:

    اول- مروری بر مطالعات پیشین

    1-1- میکروارگانیسم­های تولیدکننده پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها ............................................................ 7

     1-2- کوپلیمرهای هیدروکسی­آلکانوات  ..............................................................................................11

    1-3- نحوه سنتز بیوپلیمرهای هیدروکسی­آلکانوات.................................................................................14

    1-4- منابع ارزان­قیمت کربنی در تولید پلیمرهای PHA ........................................................................15

    1-5- سنتز پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها در گیاهان...................................................................................16

    1-6- اندازه­گیری کمی بیوپلیمرها..........................................................................................................18

    1-7- خواص فیزیکی و موارد استفاده پلیمرهای زیستی......................................................................... 19

    1-8- قابلیت تجزیه­پذیری پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها............................................................................21

    1-9- فرایند تولید پلی هیدروکسی آلکانوآتها........................................................................................23

    1-9-1- فرایند  غیر پیوسته....................................................................................................................23

    1-9-2- فرایند نیمه پیوسته و پیوسته.......................................................................................................24

    1-10- مدل سینتیکی رشد میکروارگانیسم.............................................................................................28

    1-10-1- بررسی سینتیک رشد در فرایند غیر پیوسته..............................................................................31

    1  -11- تعیین ضریب انتقال اکسیژن  دربیوراکتور..................................................................................33

    1-11-1- روشهای اندازه گیری   ...................................................................................................33

     

     عنوان                                                                                                        صفحه

    1-12- استفاده پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها در صنایع ...............................................................................36

    1-13- کاربرد بیوپلیمر ها در نانوکامپوزیتهای پلیمری..............................................................................39

    1-13-1-  انواع نانوکامپوزیتهای پلیمری ................................................................................................39

    1-13-2- روش های ساخت نانوکامپوزیتهای پلیمری .............................................................................41

     

    فصل دوم- مواد و روش ها

    2-1- میکروارگانیسم..............................................................................................................................45

    2-2- انتقال میکروارگانیسم از حالت یخ خشک به محیط کشت اولیه......................................................47 

    2-3- محیط نگهداری............................................................................................................................47

    2-4- محیط کشت تلقیح.......................................................................................................................48

    2-5- محیط کشت تخمیر......................................................................................................................48

    2-6- آماده سازی کشت تلقیح..............................................................................................................49

    2-7- شرایط تخمیر ونمونه برداری........................................................................................................49

    2-8-  تهیه منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی- جذب....................................................................50

    2-9-  تهیه منحنی­های کالیبراسیون جهت تعیین مقادیر منابع کربن.........................................................51

    2-9-1-  طرز تهیه محلول معرف DNS...............................................................................................51

    2-9-2- رسم منحنی کالیبراسیون قندهای قابل تبدیل............................................................................51

     

     

    عنوان                                                                                                        صفحه

    2-10- شرایط کروماتوگراف­گازی برای اندازه­گیری پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها............................52

    2-10-1- تهیه استاندارد داخلی.......................................................................................................53

    2-10-2- تهیه منحنی­های کالیبراسیون متیل­هیدروکسی­بوتیرات، متیل هیدروکسی­والرات

     و متیل­هیدروکسی­هگزانوات...........................................................................................................53

    2-10-3- استخراج بیوپلیمر و آماده سازی نمونه برای تزریق به دستگاه GC....................................54

    2-10-4- روش شناسائی و تایید بیوپلیمر توسط 13C NMR،1H NMR ،. FT-IR................................55

    2-10-4-1- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) .............................................................................55

    2-10-4-2- طیف بینی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) ......................................................55

    2-11- فرایند بیولوژیکی جهت تولید بیوپلیمر درون سلولی در بیوراکتور.........................................56

    2-11-1- فرایند کشت غیرپیوسته.....................................................................................................56

    2-11-2- فرایندکشت نیمه پیوسته.....................................................................................................56

    2- 11- 2- 1- فرایند کشت نیمه پیوسته با خوراک دهی ثابت منبع کربن ونیتروژن...........................57  

    2- 11- 2- 2- فرایند کشت نیمه پیوسته با خوراک دهی متغیر  منبع کربن ونیتروژن .........................57

    2-11-3- تعیین ضریب انتقال اکسیژن در بیوراکتور..........................................................................57

    2-12- تولید نانو کامپوزیت پلی هیدروکسی بوتیرات هیدروکسی والرات

    /هیدروکسی اپتایت.........................................................................................................................59

     

     

     

    عنوان                                                                                                       صفحه

    فصل سوم- نتایج و بحث

    3-1- میکروارگانیسم Hydrogenophaga pseudoflava DSMZ 1034..............................62

    3-1- 1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی..........................................................................................62

    3-1-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن................................................................................63

    3-1-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن ...............................................................................65

    3-1-3- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن ...............................................................................66

    3- 2- میکروارگانیسم  Cupriavidus necator DSM 545......................................................68

    3-2-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی ...........................................................................................68

    3-2-1-2- بررسی تاثیر نسبت نیتروژن به کربن ..................................................................................69

    3-2-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن................................................................................73

    3-2-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن...............................................................................74

    3-2-4- استفاده ازملاس بعنوان تنها منبع کربن...................................................................................75

    3-2-5- تاثیر استات بر رشد میکروارگانیسم و تولید بیوپلیمر..............................................................77

    3-2-5-1 -ترکیب ملاس و استات بعنوان منابع کربن.........................................................................77

    3-3- میکروارگانیسم  Azotobacter beijerinckii DSMZ 1041.........................................80

    3-3-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی..........................................................................................80

    3-3-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن...............................................................................82

    3-3-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن..............................................................................83

    3-3-4- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن...............................................................................84

    3-4- میکروارگانیسم Azohydromonas lata DSMZ 1123..............................85

    عنوان                                                                                                     صفحه

    3-4-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی..........................................................................................85

    3-4-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن..............................................................................87

    3-4-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن .............................................................................88

    3-4-4- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن .............................................................................89

    3-5- نتایج کلی مقایسه چهار میکرو ارگانیسم در تولید بیوپلیمر .......................................................92

    3-6- بررسی سینتیک رشد میکروارگانیسم در تولید بیوپلیمر............................................................92  

    3-7- فرایند کشت غیر پیوسته در بیوراکتور.....................................................................................95

    3-7-1- تعیین ضریب انتقال اکسیژن در بیوراکتور ..........................................................................97

    3-8- فرایند کشت نیمه پیوسته  با خوراک دهی ثابت در بیوراکتور.................................................98

    3-9- فرایند کشت نیمه پیوسته  با خوراک دهی متغیر (پله ای) در بیوراکتور.....................................99

    3-10- بازده بیومس ....................................................................................................................100

    3-11- بهره دهی .......................................................................................................................102

    3-12- بازده تولید ......................................................................................................................103

    3- 13- آزمایشهای تشخیصی جهت تایید بیوپلیمر تولید شده............................................................105

    3-13-1- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) ...............................................................................105

    3-13-2- طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) ..........................................................106

    3-14- بررسی امکان استفاده از بیوپلیمر تولید شده در نانوکامپوزیتها.................................................108

     

     

    عنوان                                                                                                     صفحه

     

    فصل چهارم-نتیجه گیری وپیشنهادات

    4-1- نتیجه گیری..................................................................................................................113

    4-2- پیشنهادات....................................................................................................................116

    مراجع ...................................................................................................................................117

    چکیده انگلیسی ..................................................................................................................127

    پیوستها.................................................................................................................................

    منبع:

     

    [1] C.S.K. Reddy, R. Ghai, Rashmi, V.C. Kalia, Polyhydroxyalkanoates: an overview, Bioresource Technology, 87 (2003) 137-146.

    [2] M. Shimao, Biodegradation of plastics, Current Opinion in Biotechnology, 12 (2001) 242-247.

    [3] K. Sudesh, H. Abe, Y. Doi, Synthesis, structure and properties of polyhydroxyalkanoates: biological polyesters, Progress in Polymer Science, 25 (2000) 1503-1555.

    [4] S.Y. Lee, Bacterial polyhydroxyalkanoates, Biotechnology and Bioengineering, 49 (1996) 1-14.

    [5] S. Khanna, A.K. Srivastava, Optimization of nutrient feed concentration and addition time for production of poly([beta]-hydroxybutyrate), Enzyme and Microbial Technology, 39 (2006) 1145-1151.

    [6] B. Panda, P. Jain, L. Sharma, N. Mallick, Optimization of cultural and nutritional conditions for accumulation of poly-[beta]-hydroxybutyrate in Synechocystis sp. PCC 6803, Bioresource Technology, 97 (2006) 1296-1301.

    [7] L. Sharma, A. Kumar Singh, B. Panda, N. Mallick, Process optimization for poly-[beta]-hydroxybutyrate production in a nitrogen fixing cyanobacterium, Nostoc muscorum using response surface methodology, Bioresource Technology, 98 (2007) 987-993.

    [8] S. Ciesielski, A. Cydzik-Kwiatkowska, T. Pokoj, E. Klimiuk, Molecular detection and diversity of medium-chain-length polyhydroxyalkanoates-producing bacteria enriched from activated sludge, Journal of Applied Microbiology, 101 (2006) 190-199.

    [9] J.M. Luengo, B. García, A. Sandoval, G. Naharro, E.R. Olivera, Bioplastics from microorganisms, Current Opinion in Microbiology, 6 (2003) 251-260.

    [10] M. Bassas, E. Rodríguez, J. Llorens, A. Manresa, Poly(3-hydroxyalkanoate) produced from Pseudomonas aeruginosa 42A2 (NCBIM 40045): Effect of fatty acid nature as nutrient, Journal of Non-Crystalline Solids, 352 (2006) 2259-2263.

    [11] G. Braunegg, G. Lefebvre, K.F. Genser, Polyhydroxyalkanoates, biopolyesters from renewable resources: Physiological and engineering aspects, Journal of Biotechnology, 65 (1998) 127-161.

    [12] Y. Dai, L. Lambert, Z. Yuan, J. Keller, Characterisation of polyhydroxyalkanoate copolymers with controllable four-monomer composition, Journal of Biotechnology, 134 (2008) 137-145.

    [13] G.J.L. Griffin, Chemistry and technology of biodegradable polymers, Blackie Academic & Professional ; Chapman & Hall, London; New York; New York, 1993.

    [14] S.Y. Lee, J.-i. Choi, H.H. Wong, Recent advances in polyhydroxyalkanoate production by bacterial fermentation: mini-review, International Journal of Biological Macromolecules, 25 (1999) 31-36.

    [15] R.W. Lenz, R.H. Marchessault, Bacterial Polyesters:  Biosynthesis, Biodegradable Plastics and Biotechnology, Biomacromolecules, 6 (2004) 1-8.

    [16] D. Solaiman, R. Ashby, T. Foglia, W. Marmer, Conversion of agricultural feedstock and coproducts into poly(hydroxyalkanoates), Applied Microbiology and Biotechnology, 71 (2006) 783-789.

    [17] N. Mallick, S. Gupta, B. Panda, R. Sen, Process optimization for poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) co-polymer production by Nostoc muscorum, Biochemical Engineering Journal, 37 (2007) 125-130.

    [18] S. Khanna, A.K. Srivastava, Recent advances in microbial polyhydroxyalkanoates, Process Biochemistry, 40 (2005) 607-619.

    [19] M. Nurbas, T. Kutsal, Production of PHB and P(HB-co-HV) biopolymers by Using Alcaligenes eutrophus, Iranian Polymer Journal, 13 (2004) 45-51.

    [20] B.A. Ramsay, K. Lomaliza, C. Chavarie, B. Dube, P. Bataille, J.A. Ramsay, Production of poly-(b-hydroxybutyric-co-b-hydroxyvaleric) acids, Applied and Environmental Microbiology, 56 (1990) 2093-2098.

    [21] S. Khanna, A.K. Srivastava, Statistical media optimization studies for growth and PHB production by Ralstonia eutropha, Process Biochemistry, 40 (2005) 2173-2182.

    [22] P.R. Patwardhan, A.K. Srivastava, Model-based fed-batch cultivation of R. eutropha for enhanced biopolymer production, Biochemical Engineering Journal, 20 (2004) 21-28.

    [23] M. Koller, R. Bona, E. Chiellini, E.G. Fernandes, P. Horvat, C. Kutschera, P. Hesse, G. Braunegg, Polyhydroxyalkanoate production from whey by Pseudomonas hydrogenovora, Bioresource Technology, 99 (2008) 4854-4863.

    [24] M. Tohyama, K. Shimizu, Control of a mixed culture of Lactobacillus delbrueckii and ralstonia eutropha for the production of PHB from glucose via lactate, Biochemical Engineering Journal, 4 (1999) 45-53.

    [25] M. Koller, A. Atli, cacute, Y. Gonzalez-Garcia, C. Kutschera, G. Braunegg, Polyhydroxyalkanoate (PHA) Biosynthesis from Whey Lactose, Macromolecular Symposia, 272 (2008) 87-92.

    [26] Y.J. Wang, F.L. Hua, Y.F. Tsang, S.Y. Chan, S.N. Sin, H. Chua, P.H.F. Yu, N.Q. Ren, Synthesis of PHAs from waster under various C:N ratios, Bioresource Technology, 98 (2007) 1690-1693.

    [27] W.-H. Lee, C.-Y. Loo, C.T. Nomura, K. Sudesh, Biosynthesis of polyhydroxyalkanoate copolymers from mixtures of plant oils and 3-hydroxyvalerate precursors, Bioresource Technology, 99 (2008) 6844-6851.

    [28] W. Tian, K. Hong, G.-Q. Chen, Q. Wu, R.-q. Zhang, W. Huang, Production of polyesters consisting of medium chain length 3-hydroxyalkanoic acids by Pseudomonas mendocina 0806 from various carbon sources, Antonie van Leeuwenhoek, 77 (2000) 31-36.

    [29] A.A. Amirul, A.R.M. Yahya, K. Sudesh, M.N.M. Azizan, M.I.A. Majid, Biosynthesis of poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) copolymer by Cupriavidus sp. USMAA1020 isolated from Lake Kulim, Malaysia, Bioresource Technology, 99 (2008) 4903-4909.

    [30] L.L. Madison, G.W. Huisman, Metabolic engineering of poly(3-hydroxyalkanoates): From DNA to plastic, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 63 (1999) 21-53.

    [31] P. Suriyamongkol, R. Weselake, S. Narine, M. Moloney, S. Shah, Biotechnological approaches for the production of polyhydroxyalkanoates in microorganisms and plants -- A review, Biotechnology Advances, 25  148-175.

    [32] J.A. Ramsay, M.C. Aly Hassan, B.A. Ramsay, Hemicellulose as a potential substrate for production of poly(β-hydroxyalkanoates), Canadian Journal of Microbiology, 41 (1995) 262-266.

    [33] W.F. Hu, H. Chua, P.H.F. Yu, Synthesis of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) from activated sludge, Biotechnology Letters, 19 (1997) 695-698.

    [34] M. Koller, A. Atlić, M. Dias, A. Reiterer, G. Braunegg, Microbial PHA Production from Waste Raw Materials, in, 2010, pp. 85-119.

    [35] F. Liu, W. Li, D. Ridgway, T. Gu, Z. Shen, Production of poly-beta-hydroxybutyrate on molasses by recombinant Escherichia coli, Biotechnology Letters, 20 (1998) 345-348.

    [36] F.C. Oliveira, M.L. Dias, L.R. Castilho, D.M.G. Freire, Characterization of poly(3-hydroxybutyrate) produced by Cupriavidus necator in solid-state fermentation, Bioresource Technology, 98 (2007) 633-638.

    [37] A.A. Koutinas, Y. Xu, R. Wang, C. Webb, Polyhydroxybutyrate production from a novel feedstock derived from a wheat-based biorefinery, Enzyme and Microbial Technology, 40 (2007) 1035-1044.

    [38] Y. Poirier, D.E. Dennis, K. Klomparens, C. Somerville, Polyhydroxybutyrate, a biodegradable thermoplastic, produced in transgenic plants, Science, 256 (1992) 520-523.

    [39] V. Mittendorf, V. Bongcam, L. Allenbach, G. Coullerez, raldine, N. Martini, Y. Poirier, Polyhydroxyalkanoate synthesis in transgenic plants as a new tool to study carbon flow through -oxidation, The Plant Journal, 20 (1999) 45-55.

    [40] H. Nakashita, Y. Arai, K. Yoshioka, T. Fukui, Y. Doi, R. Usami, K. Horikoshi, I. Yamaguchi, Production of Biodegradable Polyester by a Transgenic Tobacco, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 63 (1999) 870-874.

    [41] A. Steinbüchel, B. Füchtenbusch, V. Gorenflo, S. Hein, R. Jossek, S. Langenbach, B.H.A. Rehm, Biosynthesis of polyesters in bacteria and recombinant organisms, Polymer Degradation and Stability, 59 (1998) 177-182.

    [42] K.L. Houmiel, S. Slater, D. Broyles, L. Casagrande, S. Colburn, K. Gonzalez, T.A. Mitsky, S.E. Reiser, D. Shah, N.B. Taylor, M. Tran, H.E. Valentin, K.J. Gruys, Poly(β-hydroxybutyrate) production in oilseed leukoplasts of Brassica napus, Planta, 209 (1999) 547-550.

    [43] G. Braunegg, B. Sonnleitner, R.M. Lafferty, A rapid gas chromatographic method for the determination of poly β hydroxybutyric acid in microbial biomass, European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology, 6 (1978) 29-37.

    [44] D.B. Karr, J.K. Waters, D.W. Emerich, Analysis of poly-β-hydroxybutyrate in Rhizobium japonicum bacteroids by ion-exclusion high-pressure liquid chromatography and UV detection, Applied and Environmental Microbiology, 46 (1983) 1339-1344.

    [45] R.P.X. Hesselmann, T. Fleischmann, R. Hany, A.J.B. Zehnder, Determination of polyhydroxyalkanoates in activated sludge by ion chromatographic and enzymatic methods, Journal of Microbiological Methods, 35 (1999) 111-119.

    [46] V. Gorenflo, A. Steinbüchel, S. Marose, M. Rieseberg, T. Scheper, Quantification of bacterial polyhydroxyalkanoic acids by Nile red staining, Applied Microbiology and Biotechnology, 51 (1999) 765-772.

    [47] K.-i. Kasuya, Y. Inoue, Y. Doi, Adsorption kinetics of bacterial PHB depolymerase on the surface of polyhydroxyalkanoate films, International Journal of Biological Macromolecules, 19 (1996) 35-40.

    [48] L. Sharma, N. Mallick, Accumulation of poly-[beta]-hydroxybutyrate in Nostoc muscorum: regulation by pH, light-dark cycles, N and P status and carbon sources, Bioresource Technology, 96 (2005) 1304-1310.

    [49] J. Quillaguamán, O. Delgado, B. Mattiasson, R. Hatti-Kaul, Poly([beta]-hydroxybutyrate) production by a moderate halophile, Halomonas boliviensis LC1, Enzyme and Microbial Technology, 38 (2006) 148-154.

    [50] L.P. Mazur, D.D. da Silva, V.H. Grigull, M.C.F. Garcia, T.O. Magalhães, T.M. Wagner, S. Einloft, J. Dullius, A.L. Schneider, A.P.T. Pezzin, Strategies of biosynthesis of poly(3-hydroxybutyrate) supplemented with biodiesel obtained from rice bran oil, Materials Science and Engineering: C, 29 (2009) 583-587.

    [51] G. Du, J. Chen, J. Yu, S. Lun, Continuous production of poly-3-hydroxybutyrate by Ralstonia eutropha in a two-stage culture system, Journal of Biotechnology, 88 (2001) 59-65.

    [52] W.S. Ahn, S.J. Park, S.Y. Lee, Production of Poly(3-Hydroxybutyrate) by Fed-Batch Culture of Recombinant Escherichia coli with a Highly Concentrated Whey Solution, Appl. Environ. Microbiol., 66 (2000) 3624-3627.

    [53] B.S. Kim, S.C. Lee, S.Y. Lee, H.N. Chang, Y.K. Chang, S.I. Woo, Production of poly(3-hydroxybutyric acid) by fed-batch culture of Alcaligenes eutrophus with glucose concentration control, Biotechnology and Bioengineering, 43 (1994) 892-898.

    [54] H.W. Ryu, S.K. Hahn, Y.K. Chang, H.N. Chang, Production of poly(3-hydroxybutyrate) by high cell density fed-batch culture of Alcaligenes eutrophus with phospate limitation, Biotechnology and Bioengineering, 55 (1997) 28-32.

    [55] P. Patwardhan, A.K. Srivastava, Fed-batch cultivation of Wautersia eutropha, Bioresource Technology, 99 (2008) 1787-1792.

    [56] S. Khanna, A.K. Srivastava, Computer simulated fed-batch cultivation for over production of PHB: A comparison of simultaneous and alternate feeding of carbon and nitrogen, Biochemical Engineering Journal, 27 (2006) 197-203.

    [57] R. Dhanasekar, T. Viruthagiri, P.L. Sabarathinam, Poly(3-hydroxy butyrate) synthesis from a mutant strain Azotobacter vinelandii utilizing glucose in a batch reactor, Biochemical Engineering Journal, 16 (2003) 1-8.

    [58] Y. Liu, Q.-S. Liu, J.-H. Tay, Initial conditions-dependent growth kinetics in microbial batch culture, Process Biochemistry, 40 (2005) 155-160.

    [59] J. Wang, F. Fang, H.-Q. Yu, Substrate consumption and biomass growth of Ralstonia eutropha at various S0/X0 levels in batch cultures, Bioresource Technology, 98 (2007) 2599-2604.

    [60] A. Mulchandani, J.H.T. Luong, C. Groom, Substrate inhibition kinetics for microbial growth and synthesis of poly-β-hydroxybutyric acid by Alcaligenes eutrophus ATCC 17697, Applied Microbiology and Biotechnology, 30 (1989) 11-17.

    [61] S. Shahhosseini, Simulation and optimisation of PHB production in fed-batch culture of Ralstonia eutropha, Process Biochemistry, 39 (2004) 963-969.

    [62] C. Bandaiphet, P. Prasertsan, Effect of aeration and agitation rates and scale-up on oxygen transfer coefficient, kLa in exopolysaccharide production from Enterobacter cloacae WD7, Carbohydrate Polymers, 66 (2006) 216-228.

    [63] F. García-Ochoa, E.G. Castro, V.E. Santos, Oxygen transfer and uptake rates during xanthan gum production, Enzyme and Microbial Technology, 27 (2000) 680-690.

    [64] H. Djelal, F. Larher, G. Martin, A. Amrane, Effect of the dissolved oxygen on the bioproduction of glycerol and ethanol by Hansenula anomala growing under salt stress conditions, Journal of Biotechnology, 125 (2006) 95-103.

    [65] A.J. Anderson, E.A. Dawes, Occurrence, metabolism, metabolic role, and industrial uses of bacterial polyhydroxyalkanoates, Microbiol. Mol. Biol. Rev., 54 (1990) 450-472.

    [66] D.Z. Chen, C.Y. Tang, K.C. Chan, C.P. Tsui, P.H.F. Yu, M.C.P. Leung, P.S. Uskokovic, Dynamic mechanical properties and in vitro bioactivity of PHBHV/HA nanocomposite, Composites Science and Technology, 67 (2007) 1617-1626.

    [67] T. Kokubo, Bioactive glass ceramics: properties and applications, Biomaterials, 12 (1991) 155-163.

    [68] K. Ohura, T. Nakamura, T. Yamamuro, T. Kokubo, Y. Ebisawa, Y. Kotoura, M. Oka, Bone-bonding ability of P2O5-free CaO · SiO2 glasses, Journal of Biomedical Materials Research, 25 (1991) 357-365.

    [69] C. Chu, J. Zhu, Z. Yin, P. Lin, Optimal design and fabrication of hydroxyapatite-Ti asymmetrical functionally graded biomaterial, Materials Science and Engineering A, 348 (2003) 244-250.

    [70] E.C.S. Rigo, A.O. Boschi, M. Yoshimoto, S. Allegrini Jr, B. Konig Jr, M.J. Carbonari, Evaluation in vitro and in vivo of biomimetic hydroxyapatite coated on titanium dental implants, Materials Science and Engineering C, 24 (2004) 647-651.

    [71] A.R. Boccaccini, V. Maquet, Bioresorbable and bioactive polymer/Bioglass® composites with tailored pore structure for tissue engineering applications, Composites Science and Technology, 63 (2003) 2417-2429.

    [72] X.L. Xie, C.Y. Tang, K.Y.Y. Chan, X.C. Wu, C.P. Tsui, C.Y. Cheung, Wear performance of ultrahigh molecular weight polyethylene/quartz composites, Biomaterials, 24 (2003) 1889-1896.

    [73] X.H. Gong, C.Y. Tang, H.C. Hu, X.P. Zhou, X.L. Xie, Improved mechanical properties of HIPS/hydroxyapatite composites by surface modification of hydroxyapatite via in-situ polymerization of styrene, Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 15 (2004) 1141-1146.

    [74] J.P. Fan, C.P. Tsui, C.Y. Tang, Modeling of the mechanical behavior of HA/PEEK biocomposite under quasi-static tensile load, Materials Science and Engineering A, 382 (2004) 341-350.

    [75] U. Arnold, K. Lindenhayn, C. Perka, In vitro-cultivation of human periosteum derived cells in bioresorbable polymer-TCP-composites, Biomaterials, 23 (2002) 2303-2310.

    [76] N. Tamai, A. Myoui, M. Hirao, T. Kaito, T. Ochi, J. Tanaka, K. Takaoka, H. Yoshikawa, A new biotechnology for articular cartilage repair: Subchondral implantation of a composite of interconnected porous hydroxyapatite, synthetic polymer (PLA-PEG), and bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2), Osteoarthritis and Cartilage, 13 (2005) 405-417.

    [77] C. Doyle, E.T. Tanner, W. Bonfield, In vitro and in vivo evaluation of polyhydroxybutyrate and of polyhydroxybutyrate reinforced with hydroxyapatite, Biomaterials, 12 (1991) 841-847.

    [78] J. Ni, M. Wang, In vitro evaluation of hydroxyapatite reinforced polyhydroxybutyrate composite, Materials Science and Engineering C, 20 (2002) 101-109.

    [79] Y.E. Greish, J.D. Bender, S. Lakshmi, P.W. Brown, H.R. Allcock, C.T. Laurencin, Low temperature formation of hydroxyapatite-poly(alkyl oxybenzoate) phosphazene composites for biomedical applications, Biomaterials, 26 (2005) 1-9.

    [80] A.P. Marques, R.L. Reis, Hydroxyapatite reinforcement of different starch-based polymers affects osteoblast-like cells adhesion/spreading and proliferation, Materials Science and Engineering C, 25 (2005) 215-229.

    [81] R.A. Sousa, R.L. Reis, A.M. Cunha, M.J. Bevis, Processing and properties of bone-analogue biodegradable and bioinert polymeric composites, Composites Science and Technology, 63 (2003) 389-402.

    [82] Q. Hu, B. Li, M. Wang, J. Shen, Preparation and characterization of biodegradable chitosan/hydroxyapatite nanocomposite rods via in situ hybridization: A potential material as internal fixation of bone fracture, Biomaterials, 25 (2004) 779-785.

    [83] X. Deng, J. Hao, C. Wang, Preparation and mechanical properties of nanocomposites of poly(D,L-lactide) with Ca-deficient hydroxyapatite nanocrystals, Biomaterials, 22 (2001) 2867-2873.

    [84] J.H. Lee, T.G. Park, H.S. Park, D.S. Lee, Y.K. Lee, S.C. Yoon, J.D. Nam, Thermal and mechanical characteristics of poly(L-lactic acid) nanocomposite scaffold, Biomaterials, 24 (2003) 2773-2778.

    [85] Z. Hong, P. Zhang, C. He, X. Qiu, A. Liu, L. Chen, X. Chen, X. Jing, Nano-composite of poly(L-lactide) and surface grafted hydroxyapatite: Mechanical properties and biocompatibility, Biomaterials, 26 (2005) 6296-6304.

    [86] S.S. Kim, M. Sun Park, O. Jeon, C. Yong Choi, B.S. Kim, Poly(lactide-co-glycolide)/hydroxyapatite composite scaffolds for bone tissue engineering, Biomaterials, 27 (2006) 1399-1409.

    [87] M. Kikuchi, H.N. Matsumoto, T. Yamada, Y. Koyama, K. Takakuda, J. Tanaka, Glutaraldehyde cross-linked hydroxyapatite/collagen self-organized nanocomposites, Biomaterials, 25 (2004) 63-69.

    [88] M. Kikuchi, S. Itoh, S. Ichinose, K. Shinomiya, J. Tanaka, Self-organization mechanism in a bone-like hydroxyapatite/collagen nanocomposite synthesized in vitro and its biological reaction in vivo, Biomaterials, 22 (2001) 1705-1711.

    [89] A.K. Lynn, T. Nakamura, N. Patel, A.E. Porter, A.C. Renouf, P.R. Laity, S.M. Best, R.E. Cameron, Y. Shimizu, W. Bonfield, Composition-controlled nanocomposites of apatite and collagen incorporating silicon as an osseopromotive agent, Journal of Biomedical Materials Research - Part A, 74 (2005) 447-453.

    [90] M.C. Chang, J. Tanaka, FT-IR study for hydroxyapatite/collagen nanocomposite cross-linked by glutaraldehyde, Biomaterials, 23 (2002) 4811-4818.

    [91] M.C. Chang, J. Tanaka, XPS study for the microstructure development of hydroxyapatite-collagen nanocomposites cross-linked using glutaraldehyde, Biomaterials, 23 (2002) 3879-3885.

    [92] S.S. Liao, F.Z. Cui, Y. Zhu, Osteoblasts Adherence and Migration through Three-dimensional Porous Mineralized Collagen Based Composite: nHAC/PLA, Journal of Bioactive and Compatible Polymers, 19 (2004) 117-130.

    [93] M.C. Chang, C.C. Ko, W.H. Douglas, Preparation of hydroxyapatite-gelatin nanocomposite, Biomaterials, 24 (2003) 2853-2862.

    [94] H.W. Kim, H.E. Kim, V. Salih, Stimulation of osteoblast responses to biomimetic nanocomposites of gelatin-hydroxyapatite for tissue engineering scaffolds, Biomaterials, 26 (2005) 5221-5230.

    [95] L.J. Chen, M. Wang, Production and evaluation of biodegradable composites based on PHB-PHV copolymer, Biomaterials, 23 (2002) 2631-2639.

    [96] S.K. Misra, T.I. Ansari, S.P. Valappil, D. Mohn, S.E. Philip, W.J. Stark, I. Roy, J.C. Knowles, V. Salih, A.R. Boccaccini, Poly(3-hydroxybutyrate) multifunctional composite scaffolds for tissue engineering applications, Biomaterials, 31 (2010) 2806-2815.

    [97] M.A. Paul, M. Alexandre, P. Degée, C. Henrist, A. Rulmont, P. Dubois, New nanocomposite materials based on plasticized poly(L-lactide) and organo-modified montmorillonites: Thermal and morphological study, Polymer, 44 (2003) 443-450.

    [98] C.F. Ou, M.T. Ho, J.R. Lin, Synthesis and characterization of poly(ethylene terephthalate) nanocomposites with organoclay, Journal of Applied Polymer Science, 91 (2004) 140-145.

    [99] K.E. Strawhecker, E. Manias, Structure and properties of poly(vinyl alcohol)/Na+ montmorillonite nanocomposites, Chemistry of Materials, 12 (2000) 2943-2949.

    [100] N. Galego, C. Rozsa, R. Sánchez, J. Fung, V. Analía, J. Santo Tomás, Characterization and application of poly([beta]-hydroxyalkanoates) family as composite biomaterials, Polymer Testing, 19 (2000) 485-492.

    [101] G.L. Miller, Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar, Analytical Chemistry, 31 (1959) 426-428.

    [102] J.M.B.T. Cavalheiro, M.C.M.D. de Almeida, C. Grandfils, M.M.R. da Fonseca, Poly(3-hydroxybutyrate) production by Cupriavidus necator using waste glycerol, Process Biochemistry, 44 (2009) 509-515.

    [103] E.A. Dawes, P.J. Senior, The Role and Regulation of Energy Reserve Polymers in Micro-organisms, in: A.H. Rose, D.W. Tempest (Eds.) Advances in Microbial Physiology, Academic Press, 1973, pp. 135-266.

    [104] F. Tabandeh, E. Vasheghani-Farahani, Biosynthesis of Poly-β-hydroxybutyrate as a biodegradable polymer, Iranian Polymer Journal, 12 (2003) 37-42.

    [105] J. Yu, Production of PHA from starchy wastewater via organic acids, Journal of Biotechnology, 86 (2001) 105-112.

    [106] M. Beaulieu, Y. Beaulieu, J. Melinard, S. Pandian, J. Goulet, Influence of Ammonium Salts and Cane Molasses on Growth of Alcaligenes eutrophus and Production of Polyhydroxybutyrate, Appl. Environ. Microbiol., 61 (1995) 165-169.

    [107] H. Kimura, T. Ohura, T. Matsumoto, T. Ikarashi, Effective biosynthesis of poly3-hydoxy- butyrate-co-4-hydroxybutyrate with high 4-hydroxybutyrate fractions by Wautersia eutropha in the presence of -amino acids, Polymer International, 57 (2008) 149-157.

    [108] P. Bordes, E. Pollet, L. Avérous, Nano-biocomposites: Biodegradable polyester/nanoclay systems, Progress in Polymer Science, 34 (2009) 125-155.

     



تحقیق در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, مقاله در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, پروپوزال در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, تز دکترا در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, پروژه درباره پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, گزارش سمینار در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری, رساله دکترا در مورد پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت ها وبررسی امکان استفاده آن ها در نانوکامپوزیت های پلیمری

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس